?”
“所以我们面对的问题就是,真空里产生物质的几率一定要足够小,但一定不能完全等于零。幸运的是,这个要求在事实上是可以满足的。”米西雅神秘地笑了笑,又继续说,“其实正反粒子之间本来是有斥力的,因为正粒子和反粒子的质量是真空这种介质的两种相反方向的极化状态——这些知识你现在还没学到,可以暂时不去深究,知道就行。只是正反粒子间的斥力跟它们所带的电荷产生的静电引力比起来,小得可以忽略不计,所以一对带电的正反粒子只要相互靠近,就一定会碰到一起相互湮灭。只要它们不带电荷,斥力就会把它们推开,也就不会再相互湮灭。要出现这种情况,条件就要苛刻多了……”
“是什么条件?你可不可以直说嘛?”米西雅特别喜欢在讲到关键的地方故意停下来吊胃口,急死我了。
“高能光子偶然变成一对正反电子后,由它们的质量产生的斥力远远无法对抗它们之间的静电引力,于是它们立刻又会撞到一起变成光子,但只要外界有一个另外的静电场,情况就完全不同了。带正电的反电子会被电场推向远方,带负电的电子则被拉向电场的来源方向,它们立刻就被分开,不会再相撞了。”
“可是外界哪来另外的电场呢?这时到处都是真空啊!”
“很简单,当这对正反电子产生时,旁边正好又产生了一对正反质子。”米西雅笑道,“质子的质量远比电子大得多,当它和电子通过静电场相互吸引时,电子瞬间就会被吸过来,而它自己却一动不动。至于正反质子相互吸引后靠近的速度,也远远小于电子被质子吸过来的速度。所以,带正电的质子立刻把带负电的电子吸过来,和它一起组成氢原子;带负电的反质子则立刻把带正电的反电子吸来,和它组成反氢原子。而质子和电子所带的电荷量绝对值是完全相等的,都是一个单位电荷,当质子和电子组成氢原子以后,所有电场就只存在于原子内部了,原子呈电中性,不会向外辐射任何电场,于是正反氢原子之间没有静电相互作用,它们的质量产生的斥力可以把它们相互推开而不再湮灭,实实在在的物质就这样从真空中诞生了。由于一对正反电子产生时,旁边正好又产生了一对正反质子这个条件实在太苛刻,几乎就是一个完美的巧合,所以从真空中自发产生物质的几率非常非常小,但不会等于零,因为运动的微观真空里什么都有可能出现。”
“嗯,这样看来从真空中诞生第一个物质粒子是有可能的。可是诞生第一个物质粒子以后怎么产生更多的物质粒子,然后形成宏观物质呢?从真空中自发产生物质粒子的几率不是很小很小吗?”
“所以,要形成我们的宇宙,必须在一片空间区域里同时出现极其大量的能量特别高的虚粒子,它们足够提供形成一个宇宙所需的全部物质,发生这种情况的几率当然又更加的接近零了。这除了说明宇宙万物的诞生是一件非常不容易的事以外,同时也基本上完成了我们想要的证明——证明物质就是不均匀的空间这个命题。”
米西雅这句话让我更加困惑了,在一片空间区域里同时出现那么多的高能虚粒子是一件多难以发生的事呀!它怎么就证明了物质就是不均匀的空间呢?我要求她再解释一下。
“虚粒子本身就是不断运动变化的空间自然单位,是空间的微观结构在运动,所以均匀分布的虚粒子在宏观上就是真空。需要注意的是这里的均匀分布不仅指虚粒子本身均匀地存在于所有空间位置,也包括虚粒子的各种状态在空间中是均匀分布的。当一个空间区域中有大量的虚粒子能量远远高出这个区域外的其他虚粒子时,表示这个区域中的空间自然单位运动状态和周围是有差异的,也就是说,这里的空间微观结构不均匀了。因此,我们可以发现这里‘有东西’,而且这些虚粒子由于能量足够高,也确实可以变成实实在在的物质。那么,利用等价关系的传递性,我们就可以说,物质是不均匀的空间。”米西雅耐心地说。
虽然我的思路还没完全走出这个迷局,但至少基本上已经算是解决了“物质为什么是不均匀的空间”这个问题。
“我们今天已经攻克了两个难题——时间与能量的关系和空间与物质的关系,这可是那个世界的科学家们花了好几个世纪才想到的哦!所以,为我们的成绩鼓鼓掌吧。”米西雅一边说一边自顾自地拍了拍爪子,几滴雨落在了我的鼻子上。“不过,他们至今还不能确定这两个关系是对是错,那么下一步,我们就来完成这件他们搞不定的事吧!”